單片機原理與嵌入式設(shè)計-教學大綱、授課計劃 趙亮

《單片機原理與嵌入式設(shè)計》教學大綱課程信息課程名稱：單片機原理與嵌入式設(shè)計課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計劃學時：64計劃學分：4先修課程：無選用教材：《單片機原理與嵌入式設(shè)計》，趙亮、李勝銘主編，2021年，電子工業(yè)出版社教材。適用專業(yè)：本課程既可作為高等學校自動化、電氣工程、電子信息類等專業(yè)的課程，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員學習的參考課程。課程負責人：二、課程簡介該課程從實用性和先進性出發(fā)，遵循由淺入深、循序漸進的原則，較全面地講解了51單片機的知識體系。從教學的角度出發(fā)，以51系列單片機為硬件基礎(chǔ)，以C語言為軟件編程基礎(chǔ)，系統(tǒng)地介紹了51單片機的基本知識與原理，通俗易懂、結(jié)構(gòu)清晰，符合教學內(nèi)容的要求。三、課程教學要求序號專業(yè)畢業(yè)要求課程教學要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識主要內(nèi)容包括:51單片機的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理、內(nèi)部資源及應(yīng)用、指令系統(tǒng)及C51程序設(shè)計、信息的顯示與輸入/輸出、定時器/計數(shù)器、中斷、串行口通信、系統(tǒng)擴展、接口電路的設(shè)計與拓展等。L2問題分析作為微型計算機的重要組成部分，單片機將一個計算機系統(tǒng)集成在-塊芯片上，相當于一個微型的計算機，被廣泛應(yīng)用到儀器儀表、工業(yè)自動化控制、通信設(shè)備、汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)、家用電器等領(lǐng)域中，成為生產(chǎn)、生活中不可缺少的部分。H3設(shè)計/開發(fā)解決方案在講解單片機開發(fā)的必要理論知識的同時，結(jié)合了各種應(yīng)用及經(jīng)典的設(shè)計案例。H4研究L5使用現(xiàn)代工具L6工程與社會學生能夠意識到單片機原理與嵌入式設(shè)計的重要性，不僅要有良好的思想道德素質(zhì)、科學文化素質(zhì)、專業(yè)技能和健康的身體，而且要有良好的心理素質(zhì)，勇于承擔責任，能夠承受失敗與挫折等。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個人和團隊1.學會個人發(fā)展和團隊合作，提高個人和團隊的綜合素質(zhì)。2.學會與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團隊合作氛圍。H10溝通1.學會進行有效的溝通和表達，與客戶、同事和上級保持良好的溝通和協(xié)作。2.學會進行跨文化溝通和合作，提高國際化視野和跨文化交流能力。M11項目管理L12終身學習1.學會進行自我學習和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學會進行終身學習和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學要求”欄中內(nèi)容為針對該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點關(guān)鍵詞學時類型1概述什么是單片機單片機的應(yīng)用領(lǐng)域單片機的發(fā)展趨勢STC系列單片機介紹感受單片機第一個實例了解單片機的概念、單片機的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢；掌握單片機的型號及使用單片機點亮LED。5理論+實操2硬件基礎(chǔ)知識介紹STC系列8051單片機片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)常用電子元器件邏輯門電路了解并掌握51單片機的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；掌握常用的電子元器件及邏輯門電路知識。5理論+實操3C語言基礎(chǔ)知識數(shù)進制轉(zhuǎn)換C51語言的格式與特點C51語言的運算符與表達式C51語言的語句結(jié)構(gòu)C51語言的函數(shù)與預(yù)處理C51語言的模塊化編程了解并掌握C語言的基礎(chǔ)知識；掌握計算機的數(shù)進制轉(zhuǎn)換，C語言的語法結(jié)構(gòu)及格式、函數(shù)及預(yù)處理。8理論+實操4單片機最小系統(tǒng)設(shè)計最小系統(tǒng)原理圖繪制最小系統(tǒng)PCB設(shè)計軟件平臺Keil的使用單片機應(yīng)用——I/0操作了解單片機最小系統(tǒng)設(shè)計；掌握使用AltiumDesigner軟件對最小系統(tǒng)進行原理圖繪制、PCB繪制，KeiluVisionS編程軟件的使用。5理論+實操5定時器/計數(shù)器與中斷中斷系統(tǒng)定時器/計數(shù)器中斷系統(tǒng)軟件設(shè)計定時器/計數(shù)器軟件設(shè)計了解定時器/計數(shù)器與中斷；掌握中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計、定時器/計數(shù)器的工作方式及軟件設(shè)計。5理論+實操6串行通信串行通信原理串行口程序設(shè)計基礎(chǔ)串行口調(diào)試工具的使用了解串行口通信；掌握串行口通信原理、工作方式、程序設(shè)計及調(diào)試工具的使用。3理論+實操7單總線接口技術(shù)單總線接口技術(shù)原理單總線實現(xiàn)唯一序列號單總線實現(xiàn)溫度測量單總線實現(xiàn)電池監(jiān)控單總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲了解單總線接口技術(shù)；掌握單總線接口技術(shù)原理及應(yīng)用的實現(xiàn)。6理論+實操8IC總線接口技術(shù)IIC總線接口技術(shù)原理IIC總線實現(xiàn)體據(jù)IIC總線實現(xiàn)實時時鐘IIC總線實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換IIC總線實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換IIC總線實現(xiàn)溫度測量了解IC總線接口技術(shù)；掌握如何通過單片機IO口模擬IC總線去連接控制各類具有IIC口的芯片。6理論+實操9SPI總線技術(shù)SPI總線技術(shù)原理SPI總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲SPI總線實現(xiàn)實時時鐘SPI總線實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換SPI總線實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換SPI總線實現(xiàn)溫度測量了解SPI總線技術(shù)；掌握通過單片機模擬SPI總線連接各類SPI芯片的實例。6理論+實操10單片機外部總線擴展單片機外部總線擴展原理外部總線實現(xiàn)人機接口外部總線實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換外部總線實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換外部總線實現(xiàn)實時時鐘了解并掌握基于單片機外部總線的擴展原理；掌握采用外加譯碼器芯片的方式充分擴展外部功能電路。6理論+實操11單片機相關(guān)片上資源內(nèi)部看門狗內(nèi)部存儲器內(nèi)部SPI內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部PCA/PWM了解單片機相關(guān)片上資源；掌握看門狗技術(shù)及單片機片上SPI、AD轉(zhuǎn)換器、PCAPWM模塊。9理論+實操五、考核要求及成績評定序號成績類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績期末考試考試50百分制，60分為及格2平時成績課后作業(yè)11次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學生學習建議學習方法建議1.通過開展課堂討論、實踐活動，增強的團隊交流能力，學會如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。2.通過思考，加深自己的興趣，鞏固知識點。3.進行練習和實踐，提高自己的技能和應(yīng)用能力，加深對知識的理解和記憶。學生課外閱讀參考資料《單片機原理與嵌入式設(shè)計》，趙亮、李勝銘主編，2021年，電子工業(yè)出版社教材。七、課程改革與建設(shè)該課程從基礎(chǔ)知識開始講解，由淺入深、重點突出，提供了大量程序?qū)嵗?，講解了Keil軟件的安裝與使用、單片機原理圖與PCB的繪制，理論聯(lián)系實際，改善了單片機課程難學的問題，能夠讓學生學以致用，使枯燥的學習變得生動有趣。平時對學生的考核內(nèi)容包括出勤情況、學生的課后作業(yè)、課堂討論等方面，占期末總評的50%。期末考試成績占期末總評的50%。制訂人簽字：教研室主任簽字：院部負責人簽字：修訂時間：年月日教學日歷（20xx～20xx學年第x學期）開課學院開課專業(yè)講授學時32課程名稱單片機原理與嵌入式設(shè)計授課教師實踐/實驗學時32授課年級授課班級總學時64使用教材《單片機原理與嵌入式設(shè)計》參考書目《單片機原理與嵌入式設(shè)計》校歷周次授課內(nèi)容分章節(jié)題目第1周第1章概述（4學時）1.1什么是單片機（1學時）1.2單片機的應(yīng)用領(lǐng)域（1學時）1.3單片機的發(fā)展趨勢（1學時）1.4STC系列單片機介紹（1學時）第2周第1章概述（1學時）1.5感受單片機第一個實例（1學時）第2章硬件基礎(chǔ)知識介紹（3學時）2.1STC系列8051單片機片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)（2學時）2.2常用電子元器件（1學時）第3周第2章硬件基礎(chǔ)知識介紹（2學時）2.2常用電子元器件（1學時）2.3邏輯門電路（1學時）第3章C語言基礎(chǔ)知識（2學時）3.1數(shù)進制轉(zhuǎn)換（1學時）3.2C51語言的格式與特點（1學時）第4周第3章C語言基礎(chǔ)知識（4學時）3.3C51語言的數(shù)據(jù)類型與表達（1學時）3.4C51語言的運算符與表達式（1學時）3.5C51語言的語句結(jié)構(gòu)（2學時）第5周第3章C語言基礎(chǔ)知識（2學時）3.6C51語言的函數(shù)與預(yù)處理（1學時）3.7C51語言的模塊化編程（1學時）第4章單片機最小系統(tǒng)設(shè)計（2學時）4.1最小系統(tǒng)原理圖繪制（1學時）4.2最小系統(tǒng)PCB設(shè)計（1學時）第6周第4章單片機最小系統(tǒng)設(shè)計（3學時）4.3軟件平臺Keil的使用（1學時）4.4單片機應(yīng)用——I/0操作（2學時）第5章定時器/計數(shù)器與中斷（1學時）5.1中斷系統(tǒng)（1學時）第7周第5章定時器/計數(shù)器與中斷（4學時）5.2定時器/計數(shù)器（1學時）5.3中斷系統(tǒng)軟件設(shè)計（2學時）5.4定時器/計數(shù)器軟件設(shè)計（1學時）第8周第6章串行通信（3學時）6.1串行通信原理（1學時）6.2串行口程序設(shè)計基礎(chǔ)（1學時）6.3串行口調(diào)試工具的使用（1學時）第7章單總線接口技術(shù)（1學時）7.1單總線接口技術(shù)原理（1學時）第9周第7章單總線接口技術(shù)（4學時）7.2單總線實現(xiàn)唯一序列號（1學時）7.3單總線實現(xiàn)溫度測量（1學時）7.4單總線實現(xiàn)電池監(jiān)控（2學時）第10周第7章單總線接口技術(shù)（1學時）7.5單總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲（1學時）第8章IC總線接口技術(shù)（3學時）8.1IIC總線接口技術(shù)原理（1學時）8.2IIC總線實現(xiàn)體據(jù)（1學時）8.3IIC總線實現(xiàn)實時時鐘（1學時）第11周第8章IC總線接口技術(shù)（3學時）8.4IIC總線實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換（1學時）8.5IIC總線實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換（1學時）8.6IIC總線實現(xiàn)溫度測量（1學時）第9章SPI總線技術(shù)（1學時）9.1SPI總線技術(shù)原理（1學時）第12周第9章SPI總線技術(shù)（4學時）9.2SPI總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲（1學時）9.3SPI總線實現(xiàn)實時時鐘（1學時）9.4SPI總線實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換（1學時）9.5SPI總線實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換（1學時）第13周第9章SPI總線技術(shù)（1學時）9.6SPI總線實現(xiàn)溫度測量（1學時）第10章單片機外部總線擴展（3學時）10.1單片機外部總線擴展原理（1學時）10.2外部總線實現(xiàn)人機接口（2學時）第14周第10章單片機外部總線